JPH0369865A - シール体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、たとえば自動車の排気管継手に使用される球
面シール体等のシール体の製造方法に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来、排気管継手に使用される球面シール体としては、
例えば特開昭５４−７６７５９号公報（以下「従来技術
Ｉ」という）に開示されているものがあるこの従来技術
Ｉに開示されている球面シール体は耐熱性を有し、相手
材とのなじみ性に優れ、また衝撃強度も著しく改善され
ているという利点を有する反面、乾燥摩擦条件の下にお
いては摺動時に往々にして異常音を発生するという欠点
がある、すなわち、このシール体の欠点は該シール体を
構成する耐熱材料（膨張黒鉛など）の静止摩擦係数と動
摩擦係数との差が大きいこと、及びこの耐熱材料からな
るシール体のすべり速度に対する摩擦抵抗が負性抵抗（
すなわち、すべり速度が増加すると摩擦係数が減少する
抵抗）を示すことが原因と考えられる。

そこで、本出願人は先に特願昭５７−１９３３９５号（
特開昭５９−８３８３０号）（以下「従来技術■」とい
う）において、上述した従来技術■の欠点を解決した排
気管継手に使用されて好適な摺動部材（シール材）を提
案した。

すなわち、従来技術■は金属細線を織ったり、編んだり
して得られる金網からなる補強材と、多数の小孔を厚さ
方向にあけると共に表面上にこれらの小孔をも充填する
ようにある厚さにポリテトラフルオロエチレン樹脂から
なる潤滑剤を塗布したシート状耐熱材料とを一緒に造形
し、表面に該潤滑剤が被着形成されたシール体である。

このシール体は表面に被着形成された潤滑剤が、摩擦係
数の低減、母材を構成する耐熱材料の相手材への移着防
止、静止摩擦係数と動摩擦係数との差の縮小などの作用
、効果を発揮するほか、該潤滑剤はすべり速度に対する
摩擦抵抗が負性抵抗を示さないので、上述した効果と相
俟って「付着−すべり」に基づく自励振動の発生を抑え
、異常音発生防止に貢献するという効果を発揮するもの
であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来技術■からなるシール体は、性能面では前
記従来技術■の欠点を解決するものであったが、シール
体の製造方法、とくに潤滑剤の充填塗布に先立ち、シー
ト状耐熱材料に形成する孔明は工程に製造上の欠点が見
出された。

すなわち、孔明は工程は、第１４図に示すようにプレス
の上型（図示せず）に直径０．３〜１　、５ｍｍの複数
本の針状体ａを備えた工具を固定し、該針状体ａをシー
ト状耐熱材料（膨張黒鉛など）ｂにそのシート板面方向
に押圧（ブレス）して複数個の小孔Ｃを明ける方法を採
用していたが、この方法では針状体ａがシート状耐熱材
料すを貫通したさい、該耐熱材料すの裏面、すなわち針
状体ａの侵入側と反対側の面の該針状体周縁部にパリ（
＃山部）ｄを生じ（第１５図）、該針状体ａによる孔明
は加工後、再度プレス加工によりこのバリｄを圧潰する
工程を必要とするといった製造工程上の繁雑さがあった
。

本発明は上述した従来技術Ｈにおける性能面での利点は
そのまま生かし、製造面での繁雑さを取り除き作業性を
向上させることのできる排気管継手用シール体等のシー
ル体の製造方法を得ることを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述した目的を達成するべく、つぎの構成（技
術的手段）を採る。

すなわち、膨張黒鉛シートの一方の面にナーリング加工
を施し表面に複数個の凹部を形成すると共にこれら凹部
をも充填するように所定厚さに潤滑剤を塗布してすべり
層を形成した帯状のすべり面材を、金網から成る補強材
と耐熱シート材とを重ね合わせこれらを円筒状に捲回し
て形成した円筒体の外周面にすべり層を外側にして捲き
付け、これを所望の形状および寸法を有する金型のコア
外周面に嵌挿して軸方向に圧縮成形することから成るシ
ール体の製造方法である。

そして、上述した製造方法において、すべり面材として
、膨張黒鉛シートの一方の面にナーリング加工を施し表
面に複数個の凹部を形成すると共に、その表面にこれら
凹部をも充填するように所定厚さに潤滑剤を塗布してす
べり層を形成したのち、これを袋状に編まれた金網内に
挿入しかつシート板面方向に圧縮するか、あるいは上記
すべり層の表面に金網を配置しかつシート板面方向に圧
縮するかして、金網と一体化したものを使用することが
できる。

このすべり面材を使用した場合は、シール体の外面凸球
面部の表面に潤滑剤と金網が露出したすべり層が形成さ
れる。

また、他の製造方法は長尺の膨張黒鉛シートの一方の端
部側表面に所定長さにわｋってナーリング加工を施し表
面に複数個の凹部を形成すると共に、その表面にこれら
凹部をも充填するように所定厚さに潤滑剤を塗布して該
シートの一部表面にすべり層を形成したすべり面材を、
金網から成る補強材と重ね合わせ最外周面にすべり層が
位置するようにこれらを捲回して円筒体を形成し、これ
を所望の形状および寸法を有する金型のコア外周面に嵌
挿して軸方向に圧縮成形することから成るシール体の製
造方法である。

ここで、上述した構成（製造方法）における各構成要素
について図面に基づき具体的に説明するくすへり面材〉 すべり面材ｌに使用される膨張黒鉛シート２は、米国ユ
ニオンカーバイト社から「グラフオイル」の名称の下に
、また日本カーボン社から「二カフィルム」の名称の下
にそれぞれ市販されている０、３〜１．０ｍｍの厚さの
ものが適当である。

ついで、外周面に規則正しくかつ−様な高さの複数個の
突起３Ｌ　を備えた加圧ローラ３と該加圧ローラ３と所
定の隙間Ｓを保持して直列に配置された案内ローラ４と
から成るナーリング加工具Ｎの該隙間に前記膨張黒鉛シ
ート２を供給し、通過させて該シート２にナーリング加
工を施し、該シート２の表面に複数個の独立しに凹部５
を形成する（第１図乃至第３図）。

この膨張黒鉛シート２０表面に形成される凹部５の形状
、換言すれば加圧ローラ３の外周面に形成された突起３
１　の形状は、円柱部と該円柱部の先端に円錐部を備え
たもの、四角柱部と該四角柱部の先端に四角錐部を備え
たもの、三角錐体などが適宜使用される。

そして、この突起３Ｉ　　の高さは使用する膨張黒鉛シ
ート２の厚さの１／２〜２／３の高さであって、直径は
０．５〜１．５ｍｍ　　（四角柱、三角錐体の場合は一
片の長さが０．５〜１．０ｍｍ　）が望ましく、これら
の突起３１　によって形成される凹部５は該シート表面
に１〜３ｍｍの間隔で、該シート表面に該凹部５の開口
部の合計面積がその表面積の５〜５０％の割合で形成さ
れる。

このように一方の表面に複数個の凹部５が形成された膨
張黒鉛シート２にはその表面に該凹部５をも充填するよ
うに潤滑剤としてポリテトラフルオロエチレン樹脂（以
下ｒ　ＰＴＦＥＪという）を塗布し、該シート表面にＰ
ＴＦＥから成るすべりＮ６を形成する（第４図）。

このすべりＮ６を形成するＰＴＦＥとしては、三井フロ
ロケミカル社から「テフロン３０Ｊ」の名称の下に市販
されているＰＴＦＥディスバージョン（固形分６０重量
％）が使用される。

このＰＴＦＥディスバージョンを複数個の凹部５が形成
された膨張黒鉛シート２０表面に（１）吹き付。この場
合、ＰＴＦＥは膨張黒鉛シート２に形成された凹部にも
充填され、塗布後、１２０℃で数分間加熱することによ
って溶媒は完全に揮発し、このような処理によって、通
常の処理によっては剥がれない程度に該膨張黒鉛シート
２の表面に密着してＰＴＦＥからなるすべりＮ６が形成
される。

このすべりＰ！ｉ６を形成するＰＴＦＥに５０重量％以
下の割合で、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングス
テン、窒化ホウ素などの固体潤滑充填材を混合すること
もできる。

上述したすべり面材１とは別にっぎの構成から成るすべ
り面材１′を使用することもてきる。

すなわち、すべり面材１′は、上述した表面にＰＴＦＥ
から成るすべりＮ６を有する膨張黒鉛シート２を、金属
細線を袋状に編んで形成した袋状金網７の中に挿入しか
つ該シートの板面方向に押圧するか（第５図）、あるい
は金属細線を編んだり、織ることによって形成した帯状
金網８を該膨張黒鉛シート２の表面すべりＮ６上に配置
しかつ該シートの板面方向に押圧して（第６図）、該膨
張黒鉛シート２と金網７．８とを一体化したものである
。

このすべり面材ｌ′はその表面にＰＴＦＥと金網が露出
したすべり層を有する。

ここで、金１！！７．８を構成する金属細線としては、
鉄系としてオーステナイト系のステンレス鋼（ＪＩＳ−
５ＵＳ３０４．３１６）、フェライト系のステンレス鋼
（Ｊ　ｌ５−５ＩＪＳ４３０）、鉄線あるいは亜鉛メツ
キ鉄線（ＪＳ−Ｇ−３５３２）など、また銅系としては
、銅−ニッケル合金（白銅）、銅−ニッケルー亜鉛合金
（洋白）、黄銅、ベリリウム鋼など、がそれぞれ使用さ
れ、その他アルミニウム合金も使用することが可能であ
る。

これら金属細線の直系は、０．１〜０．５１が適当であ
り、これら金属細線から成る金網の網目は概ね３〜６ｍ
ｍが適当である。

〈円筒体〉 別途用意した膨張黒鉛シートから成る耐熱シート材９と
前記金属細線から成る補強材としての帯状金ｗ４８とを
重ね合わせ、これらを円筒状に捲回して円筒体１０を形
成する（第７図）。

この円筒体１０を形成するにあたり、耐熱シート材９と
して、膨張黒鉛シートの代わりにシリコン樹脂で接合し
たマイカペーパー、クリソタイル又はアモサイト系のア
スベストペーパー又はシートなどを使用することができ
る。

〈圧縮成形〉 上記円筒体１０の外周面に、前述したすべり面材ｌもし
くはすべり面材１′を該すべり面材のＰＴＦＥすべり層
６あるいはＰＴＦＥと金網が露出したすべり層が外側に
位置するように捲回しく第８図）、これを内面に部分凹
球面部１１を有する金型１２のコア１３外周面に嵌挿し
、該金型１２内において、軸線方向に成形圧力１〜３ト
ン／Ｃｄで成形する（第９図）。

この圧縮成形により、内面に円孔１４、外面に部分凸球
面部１５を有すると共に該凸球面部１５の表面にＰＴＦ
Ｅから成るすべり層６あるいはＰＴＦＥと金網とが露出
したすべり層が形成された球面シール体１６が得られる
。

つぎに、上述した製造方法とは別の方法について説明す
る。

長尺の膨張黒鉛シート２の一方の端部表面に所定長さ（
前記円筒体の最外周ｌ捲き分に相当する長さ）にわたっ
て前記ナーリング加工を施し、該シート２の一方の端部
表面に複数個の独立した凹部５をも充填するように上記
シート表面のナーリング加工を施した部分にＰＴＦＥを
塗布し、該シートの一部にＰＴＦＥから成るすべり層６
を形成し、これを前述した製造方法における耐熱シート
材９を兼ねるすべり面材１とする（第１２図）。

このすべり面材ｌと前記金属細線を織ったり、編んだり
して形成される帯状金網８から成る補強材とを重ね合わ
せると共に該すべり面材１のすべり層６が最外周に位置
するように円筒状に捲回しく第１３図）、これを金型内
において圧縮成形し、シール体を形成する。

〔作用・効果〕

上述した構成から戊る本発明の各製造方法は、以下の作
用効果を有する。

■膨張黒鉛シートの表面にナーリング加工により複数個
の凹部を形成したので、従来の針状体によるプレス孔明
は加工後のパリ取り加工を必要とせず、その製造工程上
の繁雑さが取除かれ、作業性を大幅に向上させることが
できる。

■長尺の膨張黒鉛シートの表面に連続的にナーリング加
工を施し、これを必要長さに適宜切断する工程を自動化
することができるので、上記■の効果と相俟って作業性
が大幅に向上される。

■長尺の膨張黒鉛シートの一方の端部表面にすべり層を
形成したすべり面材を使用したものは、その製造工程を
さらに大幅に短縮することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を添付図面により、その工程順に詳細に説
明する。

〈第一工程〉 厚さ０．８ｍｍの膨張黒鉛シート２（日本カーボン社製
「二カフィルム」）を用意し、外周面に高さ０．８ｍｍ
　、−辺の長さ１．０ｍｍの四角柱部と該四角柱部の先
端に四角錐部とから成る複数個の突起３Ｌを備えた加圧
ローラ３と該加圧ローラ３と隙間Ｓをもって直列に配置
された案内ローラ４とから成るナーリング加工具Ｎに供
給し、該膨張黒鉛シート２を該加工具Ｎの隙間Ｓを通過
させる（第１図）。

このナーリング加工により、膨張黒鉛シート２の一方の
表面に複数個の凹部５が形成され（第２図乃至第３図）
、この膨張黒鉛シート２０表面に形成された凹部５開口
部の該黒鉛シートの表面積に占める面積割合は２８％で
あった。

く第二工程〉 一方の表面に複数個の凹部５が形成された膨張黒鉛シー
ト２０表面に該凹部５をも充填するようにＰＴＦＥディ
スバージョン（固形分６０重量％）（三井フロロケミカ
ル社製「テフロン３０Ｊ　Ｊ　）を吹き付ける。

ついで、１２０℃の温度で５分間加熱して乾燥し、表面
にＰＴＦＥから成るすべり層６を形成したすべり面材１
を得た（第４図）。

く第三工程〉 金属細線として線径０．２８ｍｍの５ｔＪＳ４０３を使
用し、網目３■の編組帯状金網８を作成し、これを補強
材とした。

一方、耐熱シート材９として、別途膨張黒鉛シートを用
意し、該膨張黒鉛シートと編組帯状金網８とを重ね合わ
せたのち、該膨張黒鉛シートを内側にし最外周に該金網
８が位置するように捲回して円筒体１０を作成した（第
７図）。

〈第四工程〉 該円筒体１０の外周面に前記第二工程で得たすべり面材
ｌをＰＴＦＥから成るすべりＮ６を外側にして捲き付け
（第８図）、これを内面に部分凹球面部１１を有する金
型１２のコア１３外周面に嵌挿し、該金型１２内におい
て軸方向に成形圧力２．５トン／ｃＷＩ′で圧縮成形す
る（第９図）。

この工程において、円筒体１０の補強材を構成する金ｗ
４８が相互に絡み合い、その周辺を耐熱シート材９が圧
潰されて埋め込まれ、内面に円孔１４、外面に部分凸球
面部１５を有すると共に該部分凸球面部１５０表面には
ＰＴＦＥから成るすべり層６が形成された球面シール体
１６を得た（第１０図）。

上述した実施例の製造工程を経て得られた球面シール体
１６の性能、すなわち摩擦特性、異常音の発生防止、密
封機能は従来技術■の球面シール体の性能と同等である
ことを確認した。

【図面の簡単な説明】 第１図はナーリング加工を示す側面図、第２図は表面に
複数個の凹部が形成された膨張黒鉛シートを示す平面図
、第３図は第２図Ｉ−１線断面図、第４図はすべり面材
を示す断面図、第５図は他のすへり面材を示す断面図、
第６図は他のすべり面材を示す断面図、第７図は円筒体
を示す平面図、第８図は円筒体の外周面にすべり面材を
捲き付けた状態を示す平面図、第９図は金型による圧縮
成形状態を示す断面図、第１０図は球面シール体を示す
断面図、第１１図、第１２図は他のすべり面材を示す平
面図および断面図、第１３図は円筒体を示す平面図、第
１４図は従来の孔明は加工具を示す断面図、第１５図は
孔明は加工された状態を示すシートの断面図である。 符号の説明 １：すべり面材　　　２ ５：凹部　　　　　　６ ７．８：金網　　　　９ １０：円筒体　　　１１ １２：金型　　　　１３ １４：円孔　　　　１５ １６：球面シール体 膨張黒鉛シート すべり層 他の耐熱シート材 部分凹球面部 コア 部分凸球面部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、膨張黒鉛シートの一方の面にナーリング加工を
   施し表面に複数個の凹部を形成すると共に、これら凹部
   をも充填するように所定厚さに潤滑剤を塗布してすべり
   層を形成した帯状のすべり面材を、金網から成る補強材
   と耐熱シート材とを重ね合わせ、これらを円筒状に捲回
   して形成した円筒体の外周面に上記すべり層を外側にし
   て捲き付け、これを所望の形状および寸法を有する金型
   のコア外周面に嵌挿して軸方向に圧縮成形することを特
   徴とするシール体の製造方法。
2. （２）、すべり面材は、膨張黒鉛シートの一方の面にナ
   ーリング加工を施し表面に複数個の凹部を形成すると共
   にその表面にこれら凹部をも充填するように所定厚さに
   潤滑剤を塗布してすべり層を形成したのち、これを袋状
   に編まれた金網内に挿入しかつシート板面方向に圧縮す
   るか、あるいは上記すべり層の表面に帯状の金網を配置
   しかつシート板面方向に圧縮するかして金網と一体化さ
   れていることを特徴とする請求項１記載のシール体の製
   造方法。
3. （３）、長尺の膨張黒鉛シートの一方の端部側表面に所
   定長さにわたってナーリング加工を施し表面に複数個の
   凹部を形成すると共に、その表面にこれら凹部をも充填
   するように所定厚さに潤滑剤を塗布して該シートの一部
   表面にすべり層を形成したすべり面材を、金網から成る
   補強材と重ね合わせ最外周面にすべり層が位置するよう
   にこれらを捲回して円筒体を形成し、これを所望の形状
   および寸法を有する金型のコア外周面に嵌挿して軸方向
   に圧縮成形することを特徴とするシール体の製造方法。